發布日期：2022-04-18 點擊率：15
1 設計需求
超細煅燒陶土由于性能優良，在化工、醫藥、日用、家化等產品中被廣泛采用，我國陶土資源豐富，但其煅燒工藝極其復雜，主要是其煅燒的溫度、時間等對煅燒陶土的性能影響極大，控制參數稍有變化，或許整爐陶土將報廢，針對如此嚴格的煅燒工藝，研制了一套采用CC-link總線組建的測控系統對煅燒爐的四個煅燒區進行溫度、時間控制，取得了較好的控制效果，同時也產生了較好的經濟效益。為了提高CC-link總線數據傳輸的快捷性、避免數據通信沖突，在CC-link實時通信中，采取了一系列的安全措施，以確保CC-link總線控制系統的穩定、可靠性。
2 CC-link的特性與網絡安全
2.1 CC-link的特性
CC-link是Control&Communication link (控制與通信鏈路系統)的簡稱，是三菱電機于1996年推出的開放式現場總線，其數據容量大，通信速度多級可選擇，而且它是一個復合的、開放的、適應性強的網絡系統，能夠適應于較高的管理層網絡到較低的傳感器層網絡的不同范圍。CC-link是一個以設備層為主的網絡，一般情況下，CC-link整個一層網絡可由一個主站和六十四個從站組成。網絡中的主站由PLC擔當，從站可以是遠程I/O模塊、特殊功能模塊、帶有CPU和PLC本地站、人機界面、變頻器及各種測量儀表、閥門等現場儀表設備。且可實現從CC-link到AS-I總線的聯接。CC-link具有高速的數據傳輸速度，最達可達10Mbps。CC-link的底層通信協議遵循RS485，一般情況下，CC-link主要采用廣播一輪詢的方式進行通信，CC-link也支持主站與本地站、智能設備站之間的瞬間通信。
CC-link。具有性能卓越、應用廣泛使用簡單節省成本等突出優點。
2.2 CC-link的數據通信方式
CC-link的通信形式可分為2種方式：循環通訊和瞬時傳送。循環通訊意味著不停地進行數據交換。各種類型的數據交換即遠程輸入RX，遠程輸出RY和遠程寄存器RWr、RWw。一個從站可傳遞的數據容量依賴于所占據的虛擬站數。占據一個從站意味著適合32位RX和/或RY，并以每四個字進行重定向。如果一個裝置占據兩個虛擬站，那么它的數據容量就擴大了一倍。除了循環通信，CC-link還提供主站、本地站及智能裝置站之間傳遞信息的瞬時傳送功能。信息從主站傳遞到從站，信息數據將以150字節為單位分割，并以每批150字節傳遞。若從從站傳遞到主站或其他從站，每批信息數據最大為34字節。瞬時傳送需要由專用指令來完成。瞬時傳送不會影響循環通信的時間
2.3 CC-link測控網絡的優勢
CC-link的優勢如下：
1）高速度大容量的數據傳送
2）拓撲結構有多點接入、T型分支、星型結構
3）CC-link使分布控制成為現實
4）自動刷新功能、預約站功能
這一特性是CC－link獨特之處，以PLC作為CC-link的主站，由主站模塊管理整個網絡的運行和數據刷新，主站模塊與PLC的CPU的數據刷新可在主站參數中設置刷新參數，便可以將所有的網絡通信數據和網絡系統監視數據自動刷新到PLC的CPU中，不需要編寫刷新程序，這樣，也不必要考慮CC-link主站模塊緩沖寄存區的結構和數據類型與緩沖區的對應關系，簡化編程指令，減少程序運行步驟，縮短掃描周期，保證系統運行實時性。預約站功能在系統的可擴展性上顯示出極大的優越性，也給我們系統開發提供很大的方便。預約站功能指CC-link在網絡組態時，可以將現在不掛上網絡而計劃將來掛接到CC-link的設備，在網絡組態時事先將這些設備的系統信息（站類型、占用數據量、站號等）在主站中登錄，而且可以將相關程序編寫好，這些預約站掛接到網絡中后，便可以自動投入運行，不需要重新進行網絡組態。而且在預約站沒有掛接到網絡中時CC-link同樣可以正常運行。
5）完善的RAS功能
RAS是Reliability（可靠性）、Availability（有效性）、Serviceability（可維護性）的縮寫。備用主站功能、在線更換功能、通信自動恢復功能、網絡監視功能、網絡診斷功能提供了一個可以信賴的網絡系統，幫助用戶在最短時間內恢復網絡系統。
6）異抗噪性能和兼容性
7）互操作性和即插即用
8）瞬時傳送功能
總之，CC-link的設計提供給用戶最簡單的使用和維護方法和措施。
組態簡單：僅需要在參數表中設置相關的參數便可以完成系統的組態工作，以及數據刷新映射關系，（也可以通過專用的參數配置軟件進行設置）；
接線簡單：僅需要將3芯雙絞線的3根電纜按照DA、DB、DG對應連接，另外接好屏蔽線和終端電阻，一般的系統接線便可完成；
設置簡單：CC-link的每種兼容設備都有一塊CC-link接口卡，系統還需要對每一個站的站號和速度及相關信息進行設置，而這些信息在這些接口模塊上有相應的開關進行設置。
維護簡單：由于CC-link的卓越性能，和豐富的RAS功能，為CC-link的維護方便性和運行可靠性提供了強有力的保證，其監視和自檢測功能使CC-link系統的維護和故障后恢復系統變得方便和簡單。
3系統設計
3.1 系統組成
為了提高整個控制系統的安全性以及可靠性，系統采用了雙機冗余措施。在雙主機系統中，二者處于對等地位，并且同時可以監測對方的運行情況以及網絡的沖突偵聽，并相互間傳遞心跳信息，一旦發現對方系統出現故障或者連接的網絡故障，監測方立即接管測控任務，從而保證了系統在任何時候系統主機的完整性和完好性，只要主機和網絡安全，控制系統便會安全，實時性便可得到保證。兩臺冗余主機內均安裝了PCI總線的CC-link總線網絡適配卡A80BD（E）－JB1BT13，主機配置相同以保證二者的MTTF、MTBF相近似，滿足系統相似性原理，對控制系統的安全性設計提供了保證。
從站采用AnSH PLC 智能控制單元，主要作用是管理AD、DA、DI/DO的端口I/O操作以及計數定時模塊的設定，并且將所采集的數據負責上傳到主站，并從主站獲得的控制參數下傳之AO、DO模塊，控制相應的執行結構。AD、DA、DI/DO以及計數定時模塊分別用于采集煅燒爐中的溫度、給控制三相異步電機旋轉的變頻器提供0～10V控制信號源、控制電機的起停以及監測控制開關的狀態、控制三相異步電機旋轉的時間等。模塊的選用為：★模擬量采集：AJ65BT-64AD ，★模擬量輸出：AJ65BT-64DAV ，★數字量輸入/輸出：AJ65BTB2-16DR，★熱電偶輸入：AJ65TB-68TD ，★高速計數器：AJ65BT－D62。四條從站的配置是相同的，分別控制四條生產線。
為了將系統集成為具有測量、控制、管理功能于一體的測控系統，在車間級的Intranet中集成了生產在線數據庫以及控制參數與工藝數據庫服務器，生產在線數據庫服務器主要用于管理當日當班的人員、計劃調度以及生產完成情況，工藝數據庫服務器主要用于記錄生產工藝參數、重要工段以及重要設備的定時抽檢數據、故障幾率等，便于了生產管理。整個程序的設計功能如下：
3.2 系統功能：
(1)網絡，整個監控系統采用CC-link現場總線，可高速的將現場數據傳至主站進行管理。
(2)主站和從站，采用一臺三菱A系列PLC負責CC-link網絡的管理, 以及將數據送到上位PC機進行分析和將中控室發出的指令送至現場從站。
(3)PC機單元，PC機將操作指令通過從站1 PLC傳送給受令執行單元執行操作，遠程執行單元將工作狀態通過從站PLC 傳送給PC機。PC機將車間中所有控制的工作狀態（開，關，報警）信息顯示出來供操作人員監控。PC機接到報警和停線信息立即打印故障信息并計時。統計停線時間。并通過聲卡驅動音箱進行語音提示。
(4)為保證系統內大量的數據傳輸，我們每一條生產線的參數采集和控制由一臺CC-link從站完成。所有測控參數測量值通過CC-link 與從站通訊。
4 結束語
眾所周知，CC-link網絡由于具有眾多的優點以及眾多廠商的支持，在控制領域得到了成功應用，已得到了用戶的高度評價。尤其是與傳統的控制方法相比，在系統設計，安裝調試，維護和擴展上，具有不可比擬的優勢。因此，在實時控制領域成功應用CC-link具有典型的意義
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